苏联和美国签订GPS/GLONASS联合发展协议

<正> 苏联航天装备工程院(Institute ofSpace Device Engineering)和美国Ashtech公司,依照苏美两国的有关法律,于莫斯科签订了一项联合发展GPS/GLONASS两用接收机的协议。美国Ashtech公司,是负责美国GPS工程和制造的公司。苏联航天装备工程院,是苏联GLAVKOSMMS(相当于航     

地基GNSS全球电离层延迟建模

海量地基GPS双频观测为电离层延迟建模提供了高分辨率时空覆盖的数据源。尽管如此,穿刺点的数量及空间分布、观测精度影响着建模精度。GLONASS/GPS兼容接收机增加了可观测的卫星数,改善了穿刺点的几何分布。基于此,完整地给出了GLONASS/GPS联合全球电离层延迟建模的算法实现以及数据处理策略。实测数据表明,在当前IGS站网分布下,GLONASS数据改善了全球电离层延迟模型化效果;卫星的DCB稳定性优于接收机的DCB,但GLONASS卫星DCB稳定性差于GPS卫星。     

多模全球导航卫星系统融合精密定轨

基于武汉大学自主研制的卫星导航系统综合处理软件(PANDA),利用全球实测的GPS/GLONASS、GPS/Gali-leo试验卫星(GIOVE)多模接收机数据进行GPS、GLONASS、GIOVE卫星的融合精密定轨理论与方法研究。通过与IGS提供的GPS与GLONASS卫星精密轨道比较、轨道重叠弧段互差以及SLR观测数据检核等多种方法对融合计算的精密轨道精度进行了评定。     

产品信息

三星跟踪系统芯片接收机台湾拓普康(Topcon)定位系统公司新近推出一款名为Paradigm G3 GPS芯片接收机,这种接收机可对GPS、GLONASS和Galileo卫星进行全球信号跟踪,它可接收GPS L1,L2和L5载波频率、C/A码和L2C民用码以及L1和L2频率的P码,它还可以接收GLONASS的L1及L2载波频率、L     

可跟踪GPS、GLONASS和Galileo卫星信号的G3 GPS芯片

美国加州Topeon定位系统公司推出一种Paradigm G3 GPS芯片，这种芯片接收机可同时跟踪GPS、GLONASS和Galileo卫星信号。到2012或2015年，这三个卫星导航系统完全投入使用时，装置有Paradigm G3设备的用户，将可获得多达80颗定位卫星的信号，这样，就可使用户扩展应用，改进性能并提高精度。     

弱GPS/GLONASS信号捕获算法研究

本文给出了GPS/GLONASS双模接收机的总体设计方案,重点对弱信号环境下的接收机信号捕获进行了讨论,采用并行码相位搜索方法和改进的循环相关算法分别对GLONASS信号和GPS信号进行捕获;并利用真实数据对双模接收机性能进行了仿真研究,重点对接收机捕获弱信号的能力,以及在不同信噪比和不同累加数据长度下的捕获概率进行了讨论,结果表明该双模接收机在不需要较长数据长度的情况下能够捕获低信噪比环境下的卫星导航信号,提高了接收机的灵敏度。     

GNSS时差及其在多系统组合定位中的应用

随着卫星导航系统的发展及不断升级,越来越多的GNSS测站开始配备多模GNSS接收机。一方面,多模接收机的应用能够跟踪更多的GNSS卫星,从而改善观测几何条件,提高定位精度和可靠性;另一方面,不同GNSS导航系统采用不同的系统时间定义,存在着系统时差,从而多模GNSS接收机对于不同导航系统卫星的观测值存在着相应的偏差。为实现GNSS系统的兼容与互操作,各个GNSS导航系统目前都提出了系统时差监测的要求。基于此,研究GNSS系统时差的监测及其在多模定位中的应用。首先介绍目前导航系统时差监测的几种方法;然后分析GPS/GLONASS系统时差以及相对硬件延迟的特性;最后将GPS/GLONASS系统时差应用到多模用户导航定位,并详细讨论GPS/GLONASS时差及测站硬件延迟对导航定位的影响。     

GPS和GLONASS组合的全球实测电离层TEC建模

根据高精度卫星导航和电离层活动监测的需要,利用全球238个GPS基准站的双频实测数据,通过建立球谐函数模型的同时解算电离层电子含量以及GPS与GLONASS卫星DCB及其相应的接收机DCB;将其结果与CODE、IGS分析中心的结果进行比较分析,表明该方法建立的模型是可靠的,其GPS和GLONASS卫星DCB相对于CODE精度优于0.1ns,相对于IGS精度优于0.2ns,其GPS测站DCB和GLONASS测站DCB相对于CODE和IGS精度优于1ns,垂直总电子含量相对CODE和IGS精度优于3TECU,组合结果精度高于组合前。     

顾及码频间偏差的GPS/GLONASS实时卫星钟差估计

在进行GPS/GLONASS联合卫星钟差估计时,GLONASS码频间偏差（inter-frequency bias,IFB）因卫星频率间的差异而无法被测站接收机钟差参数吸收,其一部分将进入GLONASS卫星钟差估值中。通过引入多个"时频偏差"参数（inter-system and inter-frequency bias,ISFB）及附加基准约束对测站GLONASS码IFB进行函数模型补偿,实现其与待估卫星钟差参数的有效分离,并对所估计实时卫星钟差和实时精度单点定位（real-time precise point positioning,RT-PPP）进行精度评估。结果表明,在卫星钟差估计观测方程中忽略码IFB,会明显降低GLONASS卫星钟差估值精度;新方法能有效避免码IFB对卫星钟差估值的影响,所获得GPS、GLONASS卫星钟差与ESA（European Space Agency）事后精密钟差产品偏差平均均方根值分别小于0.2 ns、0.3 ns。利用实时估计卫星钟差进行静态RT-PPP,当观测时段长为2 h时,GPS单系统、GPS/GLONASS组合系统的3D定位精度优于10 cm,GLONASS单系统3D定位精度约为15 cm;三种模式24 h单天解的3D定位精度均优于5 cm。     

GPS和GLONASS系统下RAIM空洞预报

接收机自主完好性监测（RAIM）是卫星导航系统完好性监测的方法之一。一定时空条件下的RAIM可用性,可以通过RAIM空洞直观的反映出来,可以为飞行提供预警;利用不同期GPS、GLONASS实际星座,仿真分析了单星座以及GPS／GLONASS组合星座RAIM可用性,绘制了RAIM空洞图,具有一定的参考价值。     

基于单差模糊度的 GPS／GLONASS 组合相对定位模型研究

采用频分多址技术(FDMA),GLONASS系统双差模糊度固定存在两个问题:不同卫星波长不一致,双差后不能保持模糊度整数特性;共视卫星频率不同,不同卫星之间存在大小不同的频间偏差(IFB)。传统的双差不能很好处理GLONASS相对定位模糊度固定问题。文中考虑将双差所涉及的两颗卫星的站间单差模糊度分别求解,不受共视卫星波长不一致的影响。同时采用参数估计法消除不同厂商接收机的频间偏差影响。试验结果表明采用文中方法可以正确固定GLONASS模糊度,并且达到与GPS相当的解算精度,GPS/GLONASS组合定位精度和可靠性也比GPS单系统有所提高。     

接收机天线相位中心变化对GLONASS精密单点定位性能影响评估

研究接收机天线相位中心变化(PCV)对俄罗斯全球卫星导航系统(GLONASS)定位和对流层估计的影响分析。定位方面，分析接收机PCV改正与否对单GLONASS静态精密单点定位(PPP)三维坐标精度的影响，同时探讨将全球定位系统(GPS)和GLONASS系统对应的接收机PCV改正用于GLONASS PPP的定位研究的可行性与可用性。对流层估计方面，综合研究了在静态PPP和固定坐标PPP两种解算模式中接收机PCV改正对对流层延迟估计精度的影响。选取全球均匀分布的180个IGS站一个月(2017年4月份)的数据进行处理，结果表明，采用GPS或GLONASS系统对应的接收机PCV改正均可明显提升GLONASS PPP垂向坐标和对流层延迟估计精度。相比于采用GPS系统接收机PCV,GLONASS系统对应的接收机PCV改正对GLONASS PPP垂向坐标和对流层延迟估计精度有进一步的提升。     

卫星导航在世纪之交的进展及其策略观点

GPS和GLONASS两极抗衡的形势昙花一现,俄罗斯经济困难,GLONASS退阵,GPS一支独秀,欧洲Galileo计划出台,形势发展出现转机,促使美国下决心增发GPS第二民用频率,多星座的GNSS有望在新世纪初形成,卫星导航的全球市场将被重新分配。在此形势下,本文提出了发展我国导航卫星的有关策略、观点和建议。     

利用高精度PPS测量进行GPS-GLONASS时差监测

首先对三类不同卫星导航系统时间基准偏差监测途径进行简要介绍,并首次把高精度PPS(pulse per second)测量这种方法成功应用到GPS-GLONASS时差监测中。针对PPS测量方案作了较为详尽的论述和说明,包括硬件配置、数据采集和后处理等内容,在试验中利用两台GPS和GLONASS双模接收机分别输出1PPS的GPS和GLONASS秒脉冲信号,使用斯坦福大学的SR620精密时间间隔计数器进行PPS精密测量,从而得到GPS和GLONASS的系统时间偏差测量值,并通过带有汉宁窗的FIR滤波器得到GPS和GLONASS的系统时间偏差估计结果,其平均值为317.1ns,标准差为5.01ns。     

GPS＋GLONASS OEM接收机

NovAtel公司新近推出一种名为OEMV-1G和FlexPak（TM）-VIGOEM板接收机。该接收机具有GPS＋GLONASS定位解决方案的功能,这种具有先进的RTK定位能力的GPS＋GLONASS接收机也可以在现有的OEMV--2和OEMV-3产品上,通过该公司的3．2固件进行RTK定位。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位研究

讨论了GPS/GLONASS组合精密单点定位的数学模型,并以IRKJ跟踪站的观测数据为例,分别利用GPS和GPS/GLONASS组合两种方式进行精密单点定位解算。计算结果表明,当GPS观测卫星数较多(9~10颗)时,组合GPS/GLONASS较单系统GPS的精密单点定位精度及收敛速度有一定改善,但效果不明显。当GPS卫星数较少(4~5颗)时,引入GLONASS卫星进行GPS/GLONASS组合精密单点定位,其定位精度及收敛速度较单系统GPS精密单点均有显著改善。     

基于信息融合的GPS与GLONASS组合接收技术研究

美国的GPS和俄罗斯的GLONASS是各自独立的天基卫星定位系统。本文在分析信息融合技术中的互补和协同信息处理原理的基础上,采用卡尔曼滤波器实时处理实现了GPS与GLONASS组合后的参数解算和高精度定位。研究结果表明,组合后双系统的可用卫星数目增多,不仅能填补单一系统存在的覆盖空白问题,而且可使双系统在高动态环境下的定位精度得到显著提高。     

基于多模GNSS接收机的卫星系统完好性监测

为了满足多卫星系统完好性监测的需要,本文通过对比不同卫星系统定位结果的方法来监测各个卫星系统的可用性。利用上述方法对实测的三模(GPS、GLONASS和COMPASS)数据进行了处理,结果表明该方法具有可行性,可为多模GNSS接收机的自主完好性监测提供参考信息。     

基于高频观测值的不同GNSS卫星钟稳定性分析

在GNSS高精度数据处理中,卫星钟差往往是决定结果精度的核心因素之一。采用20 Hz的双频观测数据对GNSS星载原子钟0.05~100 s平滑时间下的短期稳定性进行分析,通过星间单差的方法消除接收机钟差,采用无电离层组合及夜间观测避免电离层高阶项短期变化的影响,同时采用经验模型和映射函数来进行对流层延迟改正。通过Lag 1自相关函数分析了影响GNSS卫星钟稳定性的主要噪声类型,并使用阿伦方差计算分析GPS、GLONASS及BDS各自系统内不同卫星组合之间的钟差。结果表明,GPS、GLONASS及BDS系统钟差稳定性0.05秒稳均可达到10-10量级,秒稳可达10-11量级。可以认定,GPS、GLONASS及BDS在短期内的稳定性量级相当,从而验证了基于星间单差的BDS掩星数据处理方案的可行性。     

不利观测条件下BDS与GPS测量数据对比

某测区范围内山大沟深,植被茂密。首级平面控制测量时,选择兼容三星系统(BDS、GPS、GLONASS)的GNSS接收机进行了观测,数据处理采用支持三星系统的CGO软件。针对不利的观测条件(接收卫星数量少、持续跟踪锁定卫星能力差等)采用了较为先进的GNSS接收机进行观测,较为科学的软件进行解算,通过数据计算分析表明:不利观测条件下,BDS静态测量数据精度略优于GPS。